دنیای کوچک میکروسکوپی _ سلول

سلول چیست و عملکرد آن چگونه است؟

سلول چیست و سلول ها چه نقشی دارند؟ این یک سوال کلی است و برای پاسخ به آن باید جوانب گوناگونی از سلول را مورد بررسی قرار دهیم. یاخته یا سلول، کوچکترین واحد موجود زنده است و در واقع بنیان وجود همه‌ی جانداران می‌باشد. تمام فعالیت‌هایی که در دنیای زنده مشاهده می‌کنیم حاصل عملکرد یک سلول یا همکاری تعدادی از سلول‌ها است.

تاریخچه‌ی کشف سلول

واژه‌ی سلول ابتدا توسط “رابرت هوک” در سال ۱۶۶۵ میلادی استفاده شد که از واژه‌ی cella به معنای اتاق کوچک گرفته شده است. او برش نازکی از چوب پنبه را در زیر میکروسکوپ دست ساز خودش بررسی کرد. در حقیقت آن چه او مشاهد کرده بود سلول‌های مرده‌ی یک بافت بود و نه یک سلول زنده.

پس از آن‌ها “رودولف فيرخو” که يک پزشک آلمانی بود در سال ۱۸۵۵ عنوان کرد که همه سلول ها از سلول های قبلی به وجود می‌آيند. پس از آن‌ها در حدود سال ۱۹۵۰ با مشاهده‌ی سلول ها توسط میکروسکوپ الکترونی و به کارگیری فنون مربوط به پراکنش اشعه ایکس، به تدریج ساختار سلول مشخص شد و تصورات پژوهشگران دچار تحول شد و با تلاش آن‌ها تصویر امروزی ما از سلول حاصل شده است.

نظریه‌ی سلولی

نظریه‌ی سلولی شامل سه بخش عمده است:

• سلول کوچکترین واحد زنده است.
• همه‌ی جانداران از یک یا تعداد بیشتری سلول تشکیل شده اند.
• هر سلول از تقسیم سلولی یک سلول مانند خود بوجود امده است.

اندازه‌ی سلول ها

اغلب سلول ها بسیار کوچک هستند و فقط به کمک میکروسکوپ دیده می‌شوند اما سلول هایی نظیر تخم پرندگان یا تخمک انسان با چشم غیر مسلح نیز قابل دیدن می‌باشند. اندازه‌ی سلول بر اساس نسبت مساحت غشای آن به حجمش مشخص می‌شود تا سلول‌ های بزرگ کروی یا مکعبی بتوانند مناطق سطحی خود را با همه‌ی عملکرد‌های سلول تطبیق دهند. سلول های کوچکتر می‌توانند مواد را با سرعت بیشتری وارد و خارج کنند در نتیجه نسبت سطح به حجم مطلوب‌تری دارند. سلول های عصبی و ماهیچه‌ای با افزایش طول خود و نازک بودن سطح سعی در افزایش این صفت مطلوب طی روند تکاملشان کرده‌اند.

ساختار سلول ها

سلول ها دارای ساختار  متفاوتی هستند. در جانداران تک سلولی عامل اصلی تعیین کننده‌ی ساختار سلول، وراثت آن است. اما در جانداران پرسلولی، سلول ها دارای ساختار گوناگون و متفاوتی هستند که این ساختار و شکل، متناسب با نقشی است که باید ایفا کنند لذا سلول ها با ساختار متفاوت با یکدیگر همکاری می‌کنند و در نتیجه‌ی این همکاری بدن به عنوان یک واحد زنده و پویا به زندگی و حیات ادامه می‌دهد.

بخش‌های تشکیل دهنده‌ی سلول

• غشا (Membrane)
• مایع درون سلولی (Cytoplasm)
• هسته (Nucleus)

غشای سلول

غشای سلول از نظر عملکرد همانند جو سیارات می‌باشد، به طوری که از اندامک های سلولی، هسته و دیگر نهاد‌های موجود در سلول محافظت می‌کند. بخش عمده‌ای  غشای سلول، از مولکول های لیپیدی (فسفولیپید) تشکیل شده است. اما علاوه بر این مولکول های کوچک، درشت مولکول هایی به نام پروتئین نیز روی غشا قرار داشته و اعمال گوناگونی را انجام می‌دهند.

مطلب مرتبط: پمپ سدیم-پتاسیم و عملکرد آن در نورون

تصویر بالا آرایش مولکول های فسفولیپید را در غشای نورون نشان می‌دهد. این مولکول ها از دو قسمت (قطب) آب دوست (Hydrophile) و آب گریز (Hydrophobe) تشکیل شده‌اند. به طوری که قسمت آب دوست (سر دارای فسفات) در مجاورت آب و پاهای (اسید های چرب) آب گریز به دور از آب قرار دارند.

مایع درون سلولی

سیتوپلاسم یا مایع درون سلولی که به آن  intracellular fluid) ICF) نیز گفته می‌شود وظیفه‌ی نگهداری از اندامک های سلولی و هسته را برعهده دارد. همچنین علاوه بر امر حفاظت، مواد مورد نیاز ارگان‌ها را نیز فراهم آورده و مواد دفعی را از آن‌ها دور می‌سازد.

هسته

مرکز فرماندهی سلول هسته آن است. در هسته تصمیمات مهم و اساسی در جهت حیات و یا مرگ سلول گرفته می‌شود. در زبان لاتین به هسته نوکلئوس می‌گویند. در یوکاریوت ها، ماده ی وراثتی آن‌ها به شکل (DNA (Deoxyribonucleic acid در هسته سازمان دهی شده و با کمک هیستون ها به شکل کروموزوم دیده می‌شوند.

انواع سلول ها

سلول ها به طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• پروکاریوت ها (Prokaryote)
• یوکاریوت ها (Eukaryote)

همه‌ی باکتری ها (Bacteria) و آرکی باکتری ها (RK Bacteria) در دسته ی پروکاریوت قرار می‌گیرند و باقی سلول ها در دسته‌ی یوکاریوت هستند.

ویژگی‌های مشترک میان همه‌ی سلول ها

• همگی سلول ها دارای غشای پلاسمایی هستند و این غشا دارای دو لایه فسفولیپید به همراه کلسترول و پروتئین درون پوسته‌ای است و اندامک های سلولی را از فضای پیرامون جدا می‌سازد.
• در درون غشای پلاسمایی ماده‌ای سیال و ژله‌ای به نام سیتوزول وجود دارد که اجزای سلول درون آن شناور است.
• تمامی سلول ها دارای DNA هستند که این DNA به دور خود می‌پیچد و توده‌ای گرد به نام کروماتین را تشکیل می‌دهند.
• سلول ها دارای ریبوزوم هستند. ریبوزوم یک جزء کوچک و بسیار مهم سلول است که وظیفه‌ی سنتز و ساخت پروتئین را برعهده دارد. که این مهم با متصل کردن آمینو اسیدها به یکدیگر حاصل می‌شود.

تفاوت بین سلول های یوکاریوت و پروکاریوت

• مهمترین تفاوت میان سلول های یوکاریوت و پروکاریوت در وجود یا عدم وجود منطقه‌ای سازمان یافته به نام هسته برای ماده‌ی وراثتی است. که در پروکاریوت ها منطقه‌ای موسوم به ناحیه‌ی نوکلئوئیدی به جای هسته وجود دارد، در حالی که این مهم در یوکاریوت ها دیده نمی‌شود.
• وجود اندامک های سلولی غشادار در یوکاریوت ها تفاوت دیگر آن هاست.
• از نظر ابعاد نیز با یکدیگر تفاوت دارند و سلول های یوکاریوتی معمولا بزرگتر از سلول های پروکاریوتی هستند.

ویژگی، عملکرد و ساختار اندامک های سلولی

هسته (Nucleus)

نقش هسته مدیریت و نظارت بر متابولیسم سلول است و مشخص می‌کند اندامک های سلولی باید چه کاری را چگونه و به چه مقدار انجام دهند. وظیفه‌ی دیگر هسته نگهداری اطلاعات لازم در قالب کدهایی است که در تقسیم سلولی به سلول های دختر منتقل می‌شوند.

هستک (Nucleolus)

ساختاری کروی و به شدت بازوفیل است که در سلول هایی که از نظر پروتئین سازی برای رشد یا ترشح فعال هستند به خوبی دیده می‌شوند.

بازوفیل بودن شدید هستک به دلیل وجود مقدار زیادی RNA است که در آن ناحیه نسخه برداری و پردازش شده است و به زیر واحدهای ریبوزوم متصل شده است. مولکول های RNA در هستک ساخته می‌شوند این مولکول به همراه تعداد زیادی پروتئین ریبوزومی (ribosomal protein) که در سیتوپلاسم ساخته شده‌اند از طریق منافذ هسته ای وارد هسته ی سلول می‌شوند و زیر واحدهای ریبوزوم را می‌سازند. سپس زیر واحدهای کوچک و بزرگ ریبوزوم که تازه ساخته شده است از طریق همان منافذ وارد سیتوپلاسم می‌شوند.

ریبوزوم (Ribosome)

 در ابتدا “کلود” در سال ۱۹۴۱ با مرکز گریزی شدید مرحله‌ای، موفق به جداسازی ذراتی کوچک‌تر و سبک‌تر از میتوکندری شد که از خرد شدن قطعات شبکه آندوپلاسمی ضمن مرکز گریزی شدید ایجاد می‌شوند.

وظیفه‌ی اصلی ریبوزوم سنتز پروتئین می‌باشد. عمر متوسط ریبوزوم ها در حدود ۶ ساعت است. از نظر ریخت شناسی از دو بخش کوچک و بزرگ تشکیل شده است که بخش کوچک در گودی سطح فوقانی بخش بزرگ قرار گرفته است.

دستگاه گلژی (Golgi apparatus)

در سال ۱۸۹۸ “کامیلو گلژی” با اشباع کردن یاخته های عصبی جغد از نمک‌های نقره و بررسی میکروسکوپی این یاخته ها ذراتی تیره هلالی شکل و به صورت شبکه‌ای در هم رفته در کنار هسته ی سلول مشاهده کرد که آن را دستگاه شبکه‌ای درونی نامید و بعدا به افتخار این شخص دستگاه گلژی نامیده شد.

این اندامک به دو صورت پراکنده یا متمرکز وجود دارد و محتوی لیپوپروتئین است نقش اصلی این اندامک ترشح پروتئین‌های ترشحی و آنزیم‌های موجود در لیزوزوم‌ها و پراکسی زوم‌ها است که این ترشح می‌تواند پیوسته یا ناپیوسته باشد بدین صورت که ترشحات پیوسته بلافاصله پس از تولید و بدون آن که ذخیره شوند آزاد می‌شوند.

بیشتر بخوانید: آشنایی با سیستم عصبی مرکزی انسان

شبکه آندوپلاسمی (Endoplasmic reticulum)

 این اندامک به دو صورت زبر (دانه دار) و صاف (بی دانه) وجود دارد.

شبکه آندوپلاسمی زبر در زیر میکروسکوپ به صورت دانه دار دیده می‌شود که این دانه‌ها ریبوزوم‌ها هستند و این اندامک های سلولی از کیسه‌های پهن متصل به هم تشکیل شده‌اند.

 از وظایف شبکه آندوپلاسمی می‌توان به غشا‌سازی و ساخت پروتئین اشاره کرد. شبکه آندوپلاسمی صاف شبکه‌ای به هم پیوسته از لوله‌ها و کیسه‌های غشادار است که فاقد ریبوزوم‌اند و درون غشای آن آنزیم های متعددی جای دارد و وظایف آن به شرح زیر است:

• ساخت اسیدهای چرب، فسفولیپیدها، استروئیدها و مواد دیگر است.
• در سلول های جگر انسان توسط آنزیم‌های خاصی به تنظیم میزان قندی که از سلول های جگر به خون وارد می شود کمک می‌کند.
• کار سم زدایی را برعهده دارد.
• در سلول های ماهیچه‌ای وظیفه‌ی ذخیره‌ی یون کلسیم را انجام می‌دهد.

میتوکندری (Mitochondrion)

 وجود میتوکندری اولین بار در سال ۱۸۹۰ توسط “آلتمن” (Altman) گزارش شد و بیوبلاست (Bioblast) نام گرفت و در سال ۱۸۹۷ “بندا” (Benda) اجزای اصلی آن را توصیف کرد و آن را میتوکندریون نامید. این اندامک توسط میکروسکوپ نوری قابل مشاهده است اما مشاهده‌ی ساختار درونی آن نیازمند میکروسکوپ الکترونی گذرا است.

وظیفه‌ی اصلی این اندامک تولید و تامین انرژی سلول است آن هم از طریق چرخه تنفس سلولی که در این عمل انرژی شیمیایی غذاها به ATP تبدیل می‌شود.

علاوه بر اندامک های سلولی ذکر شده که اکثرشان در یاخته های جانوری یافت می‌شود برخی اندامک های سلولی طی روند تکامل تنها به یاخته های گیاهی اختصاص پیدا کرده‌اند که از این رو می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم

• کلروپلاست
• واکوئل مرکزی

تقسیم سلولی

سلول ها برای انتقال اطلاعات به نسل بعدی، روش‌های متنوعی دارند. سلول های پروکاریوتی به روش تقسیم دوتایی تکثیر می‌شوند اما سلول های یوکاریوتی به روش میتوز و میوز این کار را انجام می‌دهند.

در این پست سعی داشتیم تا به این سوال پاسخ دهیم که سلول چیست و از چه اجزایی تشکیل شده است. آیا شما نیز از این همه پیچیدگی در این دنیای کوچک میکروسکوپی شگفت زده شده اید؟ نظرات خود را با دیگر خوانندگان BrainBee.ir در میان بگذارید.

برای ثبت نام در کلاس‌ها و یا دریافت اطلاعات تکمیلی، میتوانید با شماره‌ی زیر تماس حاصل فرمایید:

۰۹۱۲۷۰۶۲۴۹۳
مهندس ابراهیمیان، مدیر اجرایی

+249